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自從1979年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者霍夫曼首次提出金屬雜芳香化合物的概念以來(lái)，金屬雜芳香化學(xué)得到了蓬勃發(fā)展。金屬雜芳香化合物是芳環(huán)中含有金屬原子的特殊芳香化合物，它們不僅豐富了芳香化合物的種類(lèi)，還拓寬了人們對(duì)芳香性的認(rèn)知，吸引了不同領(lǐng)域科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。

南方科技大學(xué)夏海平教授團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域取得了突出貢獻(xiàn)，他們近期在期刊Chem. Rev.上發(fā)表了題為“Metallaaromatic Chemistry: History and Development.”的綜述文章，引用參考文獻(xiàn)570篇，篇幅達(dá)93頁(yè)，全面總結(jié)了金屬雜芳香化學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展，并對(duì)該領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。這是該期刊近二十年來(lái)在金屬雜芳香化學(xué)領(lǐng)域所刊登的首篇文章。

文章提到，金屬雜芳香化合物與傳統(tǒng)的有機(jī)芳香化合物有很大的不同：金屬雜芳香化合物是金屬d軌道（或f軌道）參與了π共軛體系的特殊的金屬有機(jī)配合物，具有價(jià)態(tài)可變、配體豐富、金屬中心配位方式多樣等特點(diǎn)，這導(dǎo)致它們具有特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)。目前，金屬雜芳香化合物主要包含金屬雜苯、金屬雜苯炔、含主族雜原子金屬雜芳香化合物、金屬雜環(huán)戊二烯雙負(fù)離子、碳龍化合物和金屬雜螺芳香化合物等六大類(lèi)（圖1），它們的母體有機(jī)物可以是芳香性，非芳香性，甚至是反芳香性的。

圖1. 六類(lèi)典型的金屬雜芳香化合物.

文章從金屬雜芳香化合物的常用芳香性判據(jù)出發(fā)，對(duì)于每類(lèi)金屬雜芳香化合物，都選取了具體的代表性物質(zhì)，從結(jié)構(gòu)判據(jù)、電磁性判據(jù)和理論判據(jù)等多方面全方位地闡明了它們的芳香性，討論了它們的芳香性來(lái)源。此外，文章還詳細(xì)總結(jié)了這六類(lèi)金屬雜芳香化合物的合成方法、反應(yīng)性及應(yīng)用。值得一提的是，在該領(lǐng)域以前的綜述文章中，往往只包含過(guò)渡金屬雜芳香化合物，而該文章則將主族金屬雜芳香化合物也囊括其中。

除了對(duì)已有成果進(jìn)行了總結(jié)，文章還詳細(xì)討論了該領(lǐng)域所面臨的問(wèn)題，并對(duì)未來(lái)的研究方向進(jìn)行了展望。例如文章提到，金屬雜苯、金屬雜苯炔和碳龍化合物目前還主要局限于后過(guò)渡系貴金屬，如何將金屬擴(kuò)展到前過(guò)渡及第一過(guò)渡系仍然具有非常大的挑戰(zhàn)性；特別是相對(duì)于合成及反應(yīng)性研究，金屬雜芳香化合物的應(yīng)用研究仍然很少。文章指出，金屬雜芳香化合物既有金屬有機(jī)化合物的特性，又屬于芳香化合物，因此它們?cè)诖呋筒牧项I(lǐng)域?qū)⒕哂芯薮蟮膽?yīng)用潛力，是后續(xù)值得重點(diǎn)關(guān)注的研究方向。

南方科技大學(xué)陳大發(fā)副研究員為論文第一作者，華煜輝博士為論文第二作者，夏海平教授為論文唯一通訊作者，南方科技大學(xué)為論文第一完成單位。該項(xiàng)目受到國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省催化化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的大力資助。

文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.0c00392